Gravitationswellen


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Gravitationswellen
Pulsar
Raumsonde
Doppelspalt
H-Sterne
Steffen Haase

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Weshalb mit einem Interferometer keine Gravitationswellen nachgewiesen werden können. 

Seitdem Einstein seine Allgemeine Relativitätstheorie aufgestellt hat, wissen wir, dass sich die Raumzeit dehnen und stauchen kann. Eine Folge der Theorie von Einstein ist, dass sich ein Körper nicht einfach so durch den Raum bewegt, sondern der umgebende Raum von dem Körper beeinflusst wird. Wenn sich ein Himmelskörper im All um seine eigene Achse dreht, so verdrillt er den ihn umgebenden Raum. Dies hatten im Jahr 1918 der Mathematiker Josef Lense und der Physiker Hans Thirring theoretisch vorhergesagt. ( http://de.wikipedia.org/wiki/Lense-Thirring-Effekt ) Der sogenannte Lense-Thirring-Effekt besagt, dass der Raum von rotierenden Massen beeinflusst wird. Der Raum wird wie eine zähe Flüssigkeit nachgezogen. Mit Stand Oktober 2013 wird noch diskutiert, ob der experimentelle Nachweis bereits gelungen ist. Was jedoch bereits experimentell nachgewiesen wurde, ist die Tatsache, dass durch bewegte Körper der umgebende Raum verformt wird und dass diese Verformungen als Raumwellen bzw. Gravitationswellen in den Raum abgestrahlt werden können. Hierdurch verlieren die Himmelskörper Energie. Umkreisen sich 2 Himmelskörper, so verlieren sie auf Grund der Abstrahlung der Gravitationswellen Energie und ihre Umlaufgeschwindigkeit verringert sich. Zitat Anfang: „Ein indirekter Nachweis von Gravitationswellen gelang Russell Hulse und Joseph Taylor von der Princeton University. Die beiden Physiker konnten durch mehrjährige Beobachtung des 1974 entdeckten Doppelpulsars PSR 1913+16 nachweisen, dass die Umlaufbahnen dieses Systems einander umkreisender Massen im Laufe der Zeit immer enger werden und somit Energie verlieren. Die beobachteten Energieverluste entsprachen dabei mit einer Genauigkeit von einem Prozent den aus theoretischen Betrachtungen erwarteten Abstrahlungen durch Gravitationswellen. Hulse und Taylor wurden für ihre Entdeckung 1993 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.“ Zitat Ende, Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationswellen

Es scheint also sicher, dass es Gravitationswellen gibt. Letztendlich beruht die hier vorliegende Raumwellentheorie auf eben diese Gravitationswellen. Nur halt im kleineren Maßstab, als sie Hulse und Taylor nachgewiesen haben. Und genau hier liegt der Unterschied. Die Raumwellen der Materieteilchen sind wesentlich kleiner. Somit ist es ihnen möglich, stabil durch den Raum zu gleiten, da die verdichteten Raumbereiche der Raumspirale von den gedehnten Raumbereichen im Zentrum der Spiralwelle zusammengehalten wird. Anschaulich wird dies an der nachfolgenden vereinfachten Grafik einer Raumwelle bzw. Materiewelle:

 

Bild: Raumdichteverhältnisse in einer Materiewelle (vereinfachte Darstellung)
Die Kräfte Richtung Zentrum sind größer, als zum Außenbereich.

Der gedehnte Bereich im Zentrum einer Raumwelle entsteht, weil der Raum in den Raumspiralen verdichtet ist. Die Menge des verdichteten Raums in den Spiralen wird durch die Menge des gedehnten Raums im Zentrum der Raumwelle ausgeglichen. Aber nicht nur im Zentrum einer Raumwelle ist der Raum gedehnt. Selbstverständlich ist er auch an den Außenseiten der Welle gedehnt. Bezogen auf den verdichteten Bereich der Raumspirale ist jedoch in Richtung des Zentrums der Raum mehr gedehnt, als auf den Außenseiten, weil sich auf dieser Seite verdichteter Raum befindet (die andere Seite der Spirale), welcher den ihn umgebenden Raum dehnt. Die Kraft, welche die Spiralwelle zum Zentrum zieht ist somit größer, als die Kraft in Richtung Außenseite. Die Kraftlinien Richtung Zentrum sind größer.

Wenn nun die Frequenz einer Raumwelle klein wird und sich somit die Wellenlänge vergrößert, so gleichen sich die Längen der Kraftlinien auf der Außenseite und auf der Innenseite der Raumspirale an. Durch die langgestreckte Form der Raumwelle hat der Raum auf der Innenseite der Raumspirale irgendwann die gleiche Raumdehnung, wie auf der Außenseite. Die Raumwelle verliert dadurch seine Spiralform. Welche Kraft sollte die Welle dazu bewegen, Ihre Spiralform aufrechtzuerhalten? Aus einer senkrecht zur Ausbreitungsrichtungsrichtung schwingenden Transversalwelle ist eine Druckwelle geworden, welche sich longitudinal (in Ausbreitungsrichtung) schwingend, durch den Raum bewegt.

Gleiches gilt, wenn die Spiralweite bzw. der Durchmesser der Raumspirale zu groß geworden ist. Die Druckunterschiede des Raums breiten sich mit endlicher Geschwindigkeit aus. Wenn der Durchmesser der Raumspirale zu groß wird, so verliert die eine Seite der Raumspirale den Kontakt zur anderen Seite. Im Zentrum der Raumspirale kann sich der Druckunterschied zur Außenseite nicht schnell genug aufbauen. Auch hierbei geht die Spiralform verloren und aus der Transversalwelle wird eine gestreckte Longitudinalwelle.

Zur besseren Unterscheidung möchte ich an dieser Stelle 2 Begriffe definieren. Unter Raumwelle ist künftig die kleine spiralförmige Raumverdichtung von Elementarteilchen gemeint. Der Begriff Gravitationswelle meint hingegen die Raumveränderungen, welche von großen Himmelskörpern abgestrahlt werden.

Mit den Gravitationswellendetektor GEO600 sucht man nach Gravitationswellen von 50-1.500Hertz. Unter der Voraussetzung, dass sich Gravitationswellen mit Lichtgeschwindigkeit fortbewegen, ergeben sich daraus Wellenlängen von 200.000m bis 6.000.000m. Dies ist aus meiner Sicht viel zu lang, als dass sich die Gravitationswellen noch als sogenannte Quadrupolstrahlung, also als Spiralwelle, durch den Raum bewegen. Was sollte die Welle bei so einer Länge in die Spiralform zwingen? Aus meiner Sicht ist es wesentlich wahrscheinlicher, dass sich Gravitationswellen als Longitudinalwellen im Raum ausbreiten. Sie schwingen also nicht senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, sonder in Ausbreitungsrichtung. Dies hätten sie dann auch mit normalen 3-dimensionalen Schallwellen gemeinsam. Wenn sich beispielsweise ein Hubschrauber in der Luft befindet, so werden die Schallwellen kugelförmig als Longitudinalwellen weitergeleitet. Von daher bin ich ich fest davon überzeugt, dass sich Gravitationswellen als kugelförmig abgestrahlte Longitudinalwellen ausbreiten.

Ein weiterer Punkt, der diese These unterstützt ist der Energiegehalt von Gravitationswellen. Wenn diese tatsächlich als Spiralwellen abgestrahlt werden sollten, so würden sie sich nicht von anderen Elementarwellen, wie z.B. den Photonen, unterscheiden. Laut der hier vorliegenden Raumwellentheorie sind ja sämtliche Elementarteilchen nur spiralförmige Raumverdichtungen. Die Gravitationswellen würden sich daher vom Prinzip nicht von den anderen Teilchen unterscheiden. Es wäre also angezeigt, nicht von Gravitationswellen sondern eher von Gravitationsstrahlung zu sprechen. Wobei sich die Träger der Gravitationsstrahlung von den anderen Elementarteilchen durch ihre Energie unterscheiden. Wie bereits mehrfach erwähnt, berechnet sich nämlich die Energie eines Teilchens aus dem Produkt aus dem Planckschen Wirkungsquantum und der Frequenz des Teilchens. Die Lichtteilchen des roten Lichtes (rote Photonen) haben eine Energie von ca. 1,6eV und damit eine Frequenz von 384THz. Wenn man Gravitationswellen mit 50Hz detektieren will, so haben diese den 50/(384x1012)-Teil der Energie eines roten Photons. In Zahlen ausgedrückt Beträgt die Energie so eines Gravitationsteilchen gerade mal die 1,3x10-13 Menge der Energie eines roten Photons, bzw. 2,08x10-13 eV. Bei allen Respekt vor der Wissenschaft, aber wie soll so eine winzige Menge Energie den Raum im Gravitationswellendetektor so stark verbiegen, dass man die Abstandsänderung zwischen 2 Spiegeln mit einem Laser messen kann? Bzw. wie viele dieser Teilchen müssen auf uns niederprasseln, bis der Detektor sich verformt? Kommen die Gravitationswellen eigentlich alle synchronisiert bei uns an? Wenn diese noch phasenverschoben bei uns eintreffen, ist es doch sogar wahrscheinlich, dass eine Welle die Länge der Messstrecke dehnt, während ein anderes Teilchen eine Stauchung verursacht. Letztendlich würden sich beide Effekte aufheben und man kann nichts messen. Da die Quelle der Gravitationswellen nicht punktförmig, sondern große Himmelsobjekte sind, ist es aus meiner Sicht äußerst unwahrscheinlich, dass die Wellen hier mit der gleichen Phase ankommen. Selbst wenn also Unmengen Gravitationswellen bei uns gleichzeitig eintreffen, so würden wir auf Grund der Interferenzen und der geringen Energie wahrscheinlich nichts messen.

Der nächst Punkt, der gegen den Gravitationswellendetektor spricht, ist die Energie des Laserlichtes. Wie oben berechnet, haben die Photonen des Lasers ein Vielfaches der Energie der Gravitationswellen. Laut Einstein ist Masse und Energie gleichbedeutend. Würden die Photonen des Lasers, also dessen Lichtteilchen, die Messstrecke nicht viel stärker verformen, als es den Gravitationswellen mit ihren geringen Energien möglich ist?

Die vorgenannte Berechnung der Energie der Gravitationswellen beruht auf der Quantenhypothese von Max Planck, welche besagt, dass Strahlung nicht in beliebigen Energiemengen ausgetauscht werden kann, sondern nur in bestimmten diskreten „Energiepakete“, den Quanten. ( http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtquantenhypothese ) Handelt es sich bei den Gravitationswellen um die gesuchten Austauschteilchen der Gravitationskraft, den sogenannten Gravitonen? Das Graviton ist das hypothetische Eichboson (Austauschteilchen) einer Quantentheorie der Gravitation. Dieser Annahme zufolge ist es der Träger der Gravitationskraft. ( http://de.wikipedia.org/wiki/Graviton ) Doch hier ist nun das Problem, dass die Quantisierung der Gravitation bisher theoretisch nicht erklärbar ist:

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Quantengravitation Okt. 2013
Zitat Anfang
Bisher widersetzt sich die Gravitation allerdings beharrlich den Versuchen der Physiker, sie in das Quantenmodell einzufügen. Dieses beruht darauf, dass alle Kräfte in Elementarportionen, die Quanten, aufgeteilt werden. Die so zerlegten Kräfte lassen sich in der Quantentheorie und nur dort exakt berechnen und erklären. Die Gravitation allerdings lässt sich nicht so einfach zerlegen ...
Zitatt Ende

Nun zu den Gravitationswellendetektoren wie GEO600 (Deutschland), VIRGO (Italien), TAMA300 (Japan) und LIGO (USA). ( http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationswellen#Experimente_zum_direkten_Nachweis ) Hier sollen mit Hilfe von Michelson-Interferometern die Gravitationswellen beobachtet werden. Das Prinzip eines Michelson-Interferometers zur Gravitationswellensuche ist Folgendes. Es wird ein Laserstrahl geteilt und über ein Spiegelsystem über 2 rechtwinklig zueinander aufgebaute Messstrecken geschickt. Am Ende dieser Messstrecken wird der Laser über Spiegel reflektiert. Nun läuft der geteilte Laserstrahl wieder zurück und wird am Treffpunkt mit sich selbst in Interferenz gebracht. Verändert sich nun die Länge einer Messstrecke, weil beispielsweise eine Gravitationswelle durchläuft, so verändert sich das Interferenzmuster des Lasers. Über diese Änderung kann man auf die Stärke der Längenänderung schließen.

Wie oben erläutert, spricht aus meiner Sicht der geringe Energiegehalt dieser sogenannten Quadrupolstrahlung bzw. der Gravitationsstrahlung dagegen, dass diese mit einem Interferometer gemessen werden können. Weiterhin bin ich der Meinung, dass sich die Gravitationswellen nicht als transversal schwingende Strahlung, sondern als longitudinal schwingende Wellen durch den Raum bewegen. Und Longitudinalwellen können nicht mit einem Interferometer gemessen werden. Dies hatte ich im Rahmen meiner Raumwellentheorie schon mindestens im Jahre 2002 vorhergesagt. Mit den vorgenannten Gravitationswellendetektoren wird bereits seit dem Jahre 2002 intensiv nach Gravitationswellen gesucht. Im Februar 2016 konnte man nun stolz verkünden, dass am 14.09.2015 die erste Gravitationswelle von 2 unabhängigen LIGO-Detektoren gemessen werden konnte. Mit Stand Oktober 2017 konnten 2 weitere Ereignisse entdeckt werden. Somit hat sich meine Vorhersage nicht bewahrheitet. Oder? Was hat man eigentlich gemessen? Bevor ich darauf eingehen möchte, warum ein Laserinterferometer nicht dazu geeignet ist, Gravitationswellen von kosmischen Großereignissen zu messen, möchte ich nachfolgend auf das erste Messergebnis vom 14.09.2015 eingehen.

Was für Daten wurden veröffentlicht? Es wurden 2 verschmelzende Schwarze Löcher beobachtet (http://www.geo600.org/1734024/gwdetection?seite=2 ). Diese hatten die 29- bzw. 36-fache Masse unserer Sonne und die Frequenz der Gravitationswelle war ansteigend von 35 bis 250 Hertz innerhalb von 0,2 Sekunden. Bei der Verschmelzung wurden 3 Sonnenmassen als Energie abgestrahlt. Das ist doch schon eine ganze Menge und man kann sehr viel damit berechnen. Denn nach dem 3. Keplerschen Gesetz (2 Körper Problem) ist der Abstand zweier sich umkreisender Himmelskörper einzig von der Umlaufzeit abhängig.
Es gilt:
(https://de.wikipedia.org/wiki/Zweik%C3%B6rperproblem)

Weiterhin ist der Schwarzschildradius, also die Grenze an der kein Licht mehr einem Schwarzen Loch entkommen kann, direkt von der Masse des Schwarzen Lochs abhängig.
Es gilt:
(http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/planetensystem)

Damit kann man bei einer Umlauffrequenz von 1/250 Sekunden einen Abstand der beiden Schwarzen Löcher (SL) berechnen. Weiterhin kann man den Radius der einzelnen Ereignishorizonte der Schwarzen Löcher berechnen und den Radius des Ereignishorizonts nach der Verschmelzung der beiden Schwarzen Löcher ermitteln. Man erhält dann sehr merkwürdige Ergebnisse, welche ich in der nachfolgenden Grafik visualisiert habe:

Radius Schwarzes Loch 1 = 106 km
Radius Schwarzes Loch 2 = 86 km
Radius SL-Gesamtsystem = 183 km
minimaler gemessener Abstand der beiden SL bei 250 Hz = 152 km

Das bedeutet, dass die Wissenschaftler bei LIGO beobachtet haben wollen, wie ein Schwarzes Loch in ein anderes SL gefallen ist. Weiterhin haben Sie gemessen, wie sich die beiden SL innerhalb des gemeinsamen Ereignishorizonts bewegt haben. Weiterhin wird gesagt, dass die beiden Schwarzen Löcher genau so bewegt haben, wie es die Berechnungen vorhergesagt haben. Das ist sehr merkwürdig, da an der Grenze zu einem Schwarzen Loch, also am Ereignishorizont, unsere bisherigen physikalischen und mathematischen Theorien komplett versagen. Bisher hat die Menschheit keinerlei Vorstellungen, wie die Physik innerhalb des Ereignishorizonts funktionieren könnte. Dennoch wird behauptet, dass die Wissenschaftler die gefundenen Bewegungen genau vorhergesagt haben, und das ohne theoretische Grundlagen. Toll. Wer soll das glauben?

Dann kommt noch die Kleinigkeit dazu, dass für einen außenstehender Beobachter die Zeit am Ereignishorizont unendlich lange vergeht. Das bedeutet, dass ein Außenstehender niemals beobachten kann, wie ein Gegenstand in ein Schwarzes Loch fällt, da der Vorgang unendlich lange dauert. Hier haben die Wissenschaftler jedoch die Unendlichkeit völlig neu definiert. Die Unendlichkeit dauerte genau 0,2 Sekunden. Es wurde nicht nur beobachtet, wie 2 SL miteinander verschmolzen, sondern die beiden SL haben ein gemeinsames größeres SL gebildet und sind darin abgetaucht. Die Relativitätstheorie sagt, dass dieser Vorgang unendlich lange dauert und nicht beobachtbar ist. Es kann also gar nicht sein, dass von LIGO das beobachtet wurde, was die Wissenschaftler glauben gemessen zu haben. Auf jeder halbwegs guten Physikseite zu diesem Thema kann man nachlesen, dass ein Außenstehender niemals sehen kann, wie etwas in ein Schwarzes Loch fällt. Egal, die Wissenschaftler von LIGO werden wahrscheinlich trotzdem den Nobelpreis dafür bekommen.

Nun zurück zu meiner Ansicht, dass Gravitationswellen longitudinale Wellen sind (breiten sich in Schwingungsrichtung aus) und dass man die nicht mit einem Interferometer messen kann. Wie gesagt, die etablierten Wissenschaftler sind anderer Meinung und sagen, dass Gravitationswellen senkrecht zu ihrer Ausbreitungsrichtung schwingen. Doch selbst wenn es so sein sollte, besitzen diese immer noch eine Wellenlänge, die deutlich über der Länge der beiden Messstrecken liegt. Somit wäre der Unterschied zwischen einer Transversalwelle und einer Longitudinalwelle im Gravitationswellendetektor nicht zu bemerken. Weshalb man Longitudinalwellen nicht mit einem Interferometer nachweisen kann, möchte ich nachfolgend erläutern.

Folgender Sachverhalt: Wie bekannt ist, vergeht die Zeit in Abhängigkeit vom Standort unterschiedlich schnell. Dies bedeutet: Es ist ein Unterschied, ob eine Atomuhr in der 1. oder in der 2. Etage eines Forschungsgebäudes steht. Sie gehen unterschiedlich schnell, wenn auch in diesem Beispiel kaum merkbar. Nun misst man in der 1. Etage die Lichtgeschwindigkeit mit einer Atomuhr welche gleichfalls in der 1. Etage steht. Es ergibt sich der bekannte Wert von 300.000km/s. Nun wird es im Labor zu eng und die Atomuhr wird in die 2. Etage verlegt. Dort geht sie schneller. Nun ermittelt man nochmals die Lichtgeschwindigkeit in der 1. Etage mit der Uhr in der 2. Etage. Da die Uhr jetzt schneller geht, ergibt sich für die selbe Strecke eine geringere Lichtgeschwindigkeit. Würde man die Uhr in den Keller stellen, würde man demzufolge eine größere Lichtgeschwindigkeit messen. Die Differenz der zu messenden Lichtgeschwindigkeiten ist abhängig von der Differenz der lokalen Raumkrümmungen (Raumdichten) am Standort der Uhr und der Messstrecke. Bleibt nun die Uhr im Keller stehen und die Messungen werden in die 2. Etage verlegt, so ergibt sich wiederum eine größere Lichtgeschwindigkeit.

Dies bedeutet, dass die Lichtgeschwindigkeit direkt abhängig von der lokalen Raumkrümmung (Raumdichte) ist. So hat es auch Einstein gesehen. Hier nochmal das entsprechende Zitat:

Quelle: http://books.google.de/books Albert Einstein – Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie – ISBN 3-540-42452-0 – Seite 50
Zitat Anfang:
„Zweitens aber zeigt diese Konsequenz, dass nach der allgemeinen Relativitätstheorie das schon oft erwähnte Gesetz von der Konstanz der Vakuumlichtgeschwindigkeit, das eine der beiden grundlegenden Annahmen der speziellen Relativitätstheorie bildet, keine unbegrenzte Gültigkeit beanspruchen kann. Eine Krümmung der Lichtstrahlen kann nämlich nur dann eintreten, wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes mit dem Orte variiert. Man könnte nun denken, dass durch diese Konsequenz die spezielle Relativitätstheorie, und mit ihr die Relativitätstheorie überhaupt, zu Fall gebracht würde. Dies trifft aber in Wahrheit nicht zu. Es lässt sich nur schließen, dass die spezielle Relativitätstheorie kein unbegrenztes Gültigkeitsgebiet beanspruchen kann; ihre Ergebnisse gelten nur insoweit, als man von den Einflüssen der Gravitationsfelder auf die Erscheinungen (z. B. des Lichtes) absehen kann.“ Zitat Ende

Die variable Lichtgeschwindigkeit bei unserem Experiment ist eine Folge der Messung mit einer externen Uhr. Mit Hilfe dieser Versuchsanordnung kann die Veränderung der Raumkrümmung etagenweise nachgewiesen werden. Eine konstante Lichtgeschwindigkeit erhält man erst, wenn man die Veränderung der Raumkoordinaten über die sogenannte Lorentz-Transformation korrigiert. Dies ist aber nur eine mathematische Korrektur. In der Realität ist die Lichtgeschwindigkeit variabel, da von der Raumzeit abhängig.

Nun führt man den gleichen Versuch mit einer Einsteinschen Lichtuhr aus. Bei dieser Uhr pendelt bekanntlich ein Lichtstrahl zwischen 2 Spiegeln hin und her. Was für eine Uhr verwendet wird, ist ja völlig egal. Die Zeit ist die gleiche. Es wird also die Lichtgeschwindigkeit und die Zeit in der 1. Etage gemessen und es ergeben sich die bekannten ca. 300.000km/s. Nun geht die Messstrecke in die 2. Etage die Uhr bleibt in der 1. Etage. Messungen zeigen nun, dass die Lichtgeschwindigkeit oben größer ist. Danach wird die Lichtuhr gleichfalls in der 2. Etage aufgestellt. Da die Uhr und die Messstrecke wieder auf einer Ebene stehen, muss man die 300.000km/s messen. Da die Lichtgeschwindigkeit hier oben aber größer ist, muss sich zwangsläufig der Abstand zwischen den beiden Spiegeln verlängert haben. Wie dargelegt, ist dies im Einklang mit Einsteins Relativitätstheorie.

Was zeigt uns der Versuch. So wie sich auf Grund der Änderung der Raumkrümmung (Raumdichte) die Lichtgeschwindigkeit verändert, so verändert sich auch die Entfernung zwischen 2 Punkten. Misst man diesen Abstand mit Hilfe des Lichtes, so erhält man immer einen konstanten Wert. Aus diesem Grund kann der gewählte Versuchsaufbau zur Messung von Gravitationswellen aus meiner Sicht nicht funktionieren. Denn dabei wird mit Hilfe des Lichtes der Abstand zwischen 2 Punkten gemessen. Durchläuft nun eine Gravitationswelle die Messstrecke, so verändert sich zwar die Länge der Strecke, gleichzeitig verändert sich aber auch die Lichtgeschwindigkeit. Man erhält also immer eine lokal konstante Lichtgeschwindigkeit, egal in welcher Etage man sich aufhält. Alternativ kann man das Experiment zur Messung der Lichtgeschwindigkeit in einen Aufzug einbauen und damit zwischen den einzelnen Etagen pendeln. Man kann mit diesem Versuchsaufbau nicht nachweisen, in welcher Etage man sich gerade aufhält, obwohl sich die Raumdichte nachweislich in den einzelnen Etagen ändert. Und exakt dieses Negativ-Ergebnis hat sich im Geo600 und anderen gleichartigen Experimenten manifestiert. Bisher konnte noch keine einzige Gravitationswelle gemessen werden. Mit diesem Interferometer-Verfahren kann man keine Raumwellen messen. 

Ich habe schon mit vielen Leuten über das Problem diskutiert. Die Hauptaussage gegen diese Argumentationskette ist, dass die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit vernachlässigt wurde. Laut Allgemeiner Relativitätstheorie ist jedoch die Lichtgeschwindigkeit von der lokalen Raumdichte abhängig und somit variabel. Dieser Effekt wurde experimentell nachgewiesen. Trotzdem ist diese Tatsache nur sehr wenigen Menschen bekannt. Alle, die auf die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit beharren, handeln sich ein erhebliches theoretisches Problem ein. Wie ist das zu verstehen?

Ende des 19. Jahrhunderts hatten sich die Gelehrten gestritten, ob es einen Raumäther gibt. Zur Lösung des Problems hatte Michelson 1881/87 sein Interferometer ersonnen und gebaut. Mit Hilfe des Michelson-Interferometers hatte man entdeckt, dass die Lichtgeschwindigkeit in allen Richtungen gleich sei und es demzufolge keinen Raumäther geben kann. Seitdem wird die Lichtgeschwindigkeit als konstant angesehen (diese Historie gibt das Geschehen nur in groben Zügen wieder).

Anfang der 1970-er hatte man nun theoretisch nachgewiesen, dass mit Hilfe des Michelson-Interferometer Gravitationswellen gemessen werden können.
( http://www.geo600.uni-hannover.de/physikjahr/gwmichelson.html ) Der Versuchsaufbau ist im wesentlichen identisch mit dem ursprünglich von Michelson gebauten Interferometer.

Weißt man nun mit Hilfe des Raumwellendetektors Gravitationswellen nach, so würde man den historischen Versuch widerlegen. Auf Grund der Tatsache, dass man 1881/87 Jahren keine Interferenz feststellen konnte, wurde die Äthertheorie verworfen und die Lichtgeschwindigkeit als konstant angesehen. Wenn man nun doch Interferenzen messen kann, so kann die Lichtgeschwindigkeit nicht konstant sein und es könnte einen Raumäther geben. 

An dieser Stelle muss man sich nun entscheiden. Entweder ist die Lichtgeschwindigkeit konstant und es können mit diesem Versuchsaufbau keine Raumwellen gemessen werden, oder die Lichtgeschwindigkeit ist variabel und es können Raumwellen gemessen werden.

Auch hiergegen wurden schon Argumente angeführt. Es wurde gesagt, dass es sich bei dem klassischen Michelson-Morley-Versuch um ein Experiment im Rahmen der speziellen Relativitätstheorie handelt. Der Versuch wurde in einem gleichmäßig beschleunigten System durchgeführt (ein gleichmäßig beschleunigtes System ist, laut Einstein, von einem gleichmäßigen Gravitationsfeld nicht zu unterscheiden). Dort kann man natürlich keine Interferenzen messen. Passiert eine Gravitationswelle den gleich aufgebauten Gravitationswellendetektor, so wird das System ungleichmäßig beschleunigt und es kommt zur Interferenzerscheinung.

Bei den Experimenten von Michelson und Morley ging es ja darum herauszufinden, ob es einen Ätherwind gibt. Sollte es ihn geben, muss es eine von der Tageszeit abhängige Verschiebung des Interferenzmusters geben. Man hatte den Versuch am Tage ausgeführt und in der Nacht. Auf Grund der Erddrehung standen die Messarme um 180 Grad verdreht. Damals hat man keine Interferenzen gefunden. Nun hat die Erde einen nicht zu vernachlässigenden Durchmesser. Dies bedeutet, dass die von der Sonne verursachten Raumkrümmung auf der Tag- und der Nachtseite unterschiedlich stark ist. Dieser Unterschied ist als zusätzliche Beschleunigung spürbar. Wenn auch nur sehr geringfügig. Eine genaue Messung vorausgesetzt, hätten also doch vor 100 Jahren Interferenz messbar sein müssen. Heute können wir wesentlich genauer messen. Es wurden trotzdem noch keine Interferenzen beim Gravitationswellendetektor entdeckt. Wenn man es je tun sollte, hätte dies nicht zur Folge, dass es doch einen Raumäther gibt? Dieser Gedanke wurde nur fallen gelassen, weil es keine Interferenzen gab. Ansonsten hatte sich ja die Äthertheorie glänzend bewährt. Sie ist halt nur an dem Abberationsproblem gescheitert. Wurde auf Grund der nicht gemessenen Lichtverschiebung nicht auch erst die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit postuliert? Was ist nun mit der Konstanz, wenn im Nachhinein ein positives Messergebnis vorliegt?

Wie erläutert, ist die Lichtgeschwindigkeit von der lokalen Raumdichte (Raumkrümmung) abhängig. Wobei es theoretisch gleichwertig ist, ob ich sage, die Lichtgeschwindigkeit ist variabel und die Länge ist konstant oder ob ich davon ausgehe, dass die Länge variabel und die Lichtgeschwindigkeit konstant ist. Dies ist reine Geschmackssache. Nach meiner Kenntnis, werden die Ergebnisse der Relativitätstheorien hiervon nicht berührt. Wie in dem eingangs genannten Gedankenexperiment aufgezeigt, können mit einer Interferometer keine longitudinalen und/oder langwelligen Gravitationswelle gemessen werden. Wobei die dargestellte Veränderung der Lichtgeschwindigkeit nur eine scheinbare Veränderung ist. Man kann das gleiche Experiment auch aus dem Blickwinkel einer konstanten Lichtgeschwindigkeit und einer Längenänderung der Messstrecke beschreiben. Die Ergebnisse bleiben die gleichen, nur die Rhetorik leidet.

So wie sich die lokale Raumdichte (Raumkrümmung) ändert, so ändert sich auch die Lichtgeschwindigkeit. Dies auch in einem ungleichmäßig beschleunigtem System. Sollten die Befürworter des Gravitationswellendetektors trotzdem darauf bestehen, mit dem Michelson-Interferometer Gravitationswellen messen zu wollen, so sagen sie hiermit eine echte Überlichtgeschwindigkeit voraus und demontieren damit die Grundlage der Relativitätstheorie.

Wie gesagt, es ist theoretisch gleichwertig, ob die Lichtgeschwindigkeit oder die Länge variabel ist. Ich persönlich habe mich für ersteres entschieden. Wobei die Wahrheit wahrscheinlich in der Mitte liegt. Da die Länge über die Lichtgeschwindigkeit definiert ist und die Lichtgeschwindigkeit von der variablen Zeit abhängig ist, ist die Länge und die Lichtgeschwindigkeit gleichfalls variabel. Dies wäre die logischste Konsequenz, quasi eine Relativierung der Relativitätstheorie.

Am 26. Mai 2002 hatte ich in der Yahoo-Gruppe kontrarelativitätstheorie veröffentlicht, dass man mit Hilfe eines Pulsars Gravitationswellen nachweisen kann. Pulsare sind Himmelskörper, welche regelmäßig Radiopulse aussenden. Die Genauigkeit ist mit unseren Atomuhren vergleichbar. Durchläuft nun eine Gravitationswelle den Bereich zwischen dem Pulsar und uns, so sollte sich die Länge der Strecke ändern. Da aber hier das gleiche Problem wie bei dem Gravitationswellendetektor GEO600 auftritt, habe ich den Gedanken damals wieder verworfen und es nie in meine Raumwellentheorie übernommen. Es geht einfach nicht. Der Versuchsaufbau ist hier ähnlich zu einem Interferometer. Nur ist die Messstrecke deutlich länger als bei einem Gravitationswellendetektor auf der Erde. An Stelle der Laserfrequenz wird eine Pulsar-Uhr zur Zeitmessung benutzt. Doch das Grundproblem bleibt. Die Laufzeit des Lichtes ändert sich mit der Raumdichte. Und damit kommen die Pulse immer gleich bei uns an. Ausführlicher und mit entsprechenden Grafiken habe ich es im Hauptteil dieser Raumwellentheorie dargelegt.

Am 17. Oktober 2013 wurde auf http://weltraum-aktuell.de/index.php/nachrichten2/301-supermassive-schwarze-loecher-wo-sind-die-gravitationswellen folgendes veröffentlicht:
Zitat Anfang:
„Die Annäherung der Schwarzen Löcher und ihre finale Verschmelzung sollten gemäß der Allgemeinen Relativitätstheorie zu Schwingungen der Raumzeit, also zu Gravitationswellen führen. Mithilfe so genannter Pulsar Timing Arrays versuchen Astronomen, diese niederfrequenten Gravitationswellen aufzuspüren. Dabei suchen die Forscher nach Abweichungen in den Ankunftszeiten der Radiopulse von Millisekunden-Pulsaren. Die Pulse dieser schnell rotierenden Neutronensterne sind genauer als jede irdische Uhr.“ Zitat Ende 

Doch gefunden wurde auch mit der Pulsarmethode nichts, obwohl: Zitat Anfang „Alle Modelle sagen mehr oder weniger deutlich Werte für die Amplitude der niederfrequenten Gravitationswellen voraus, die höher sind als der von Shannon und seinen Kollegen gefundene Grenzwert.“ Zitat Ende.

Wie nach meiner Auffassung trotzdem Gravitationswellen gemessen werden könnten, habe ich in den Betrachtungen zur Supraleitung niedergeschrieben.

Bei dieser Gelegenheit möchte ich noch kurz auf die Frage nach der Existenz eines Raumäthers eingehen. Nach meiner Auffassung ist es egal, ob ich die uns umgebende Struktur nun Raumäther, Raum-Zeit-Gefüge oder einfach nur Raum nenne. Den Raum kann man laut Allgemeiner Relativitätstheorie verbiegen, dehnen und stauchen. Wo ist da der Unterschied zum Äther? Und was hat Einstein dazu gesagt?

Quelle: A. Einstein: Äther und Relativitätstheorie, Rede gehalten am 5. Mai 1920 an der Reichs-Universität Leiden. , Berlin1920 / bzw. http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%84ther_(Physik)
Zitat Anfang:
„Indessen lehrt ein genaueres Nachdenken, dass diese Leugnung des Äthers nicht notwendig durch das spezielle Relativitätsprinzip gefordert wird. […] Nach der allgemeinen Relativitätstheorie ist der Raum mit physikalischen Qualitäten ausgestattet; es existiert also in diesem Sinne ein Äther. Gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie ist ein Raum ohne Äther undenkbar; denn in einem solchen gäbe es nicht nur keine Lichtfortpflanzung, sondern auch keine Existenzmöglichkeit von Maßstäben und Uhren, also auch keine räumlich-zeitlichen Entfernungen im Sinne der Physik. Dieser Äther darf aber nicht mit der für ponderable (A.d.R. wägbare, messbare) Medien charakteristischen Eigenschaft ausgestattet gedacht werden, aus durch die Zeit verfolgbaren Teilen zu bestehen; der Bewegungsbegriff darf auf ihn nicht angewendet werden.“
Zitat Ende

Quelle: A. Einstein: Über den Äther. In: Verhandlungen der Schweizerischen naturforschenden Gesellschaft. Nr. 2, 1924, S. 85–93
Zitat Anfang:
Auch nach der speziellen Relativitätstheorie war der Äther absolut, denn sein Einfluss auf Trägheit und Lichtausbreitung war als unabhängig gedacht von physikalischen Einflüssen jeder Art. [..] Der Äther der allgemeinen Relativitätstheorie unterscheidet sich also von demjenigen der klassischen Mechanik bzw. der speziellen Relativitätstheorie dadurch, dass er nicht „absolut“, sondern in seinen örtlich variablen Eigenschaften durch die ponderable Materie bestimmt ist.
Zitat Ende

 

Bernd Jaguste

Berlin, 03. Oktober 2017

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